Введение
Погодный воздушный шар, также известный как зондирующий шар, – это шар (в частности, шар большой высоты), который поднимает в стратосферу приборы для передачи данных об атмосферном давлении, температуре, влажности и скорости ветра посредством небольшого одноразового измерительного устройства, называемого радиозондом. Для получения данных о ветре их можно отслеживать с помощью радаров, радиопеленгации или навигационных систем (например, глобальной системы позиционирования, GPS). Шары, предназначенные для поддержания постоянной высоты в течение длительного времени, называются трансосондами. Метеорологические шары, не оснащенные приборным комплектом, используются для определения ветров на больших высотах и высоты облачных слоев. Для таких шаров используется теодолит или тахеометр для отслеживания азимута и угла возвышения шара, которые затем преобразуются в расчетную скорость и направление ветра и/или высоту облаков, в зависимости от задачи. Метеорологические шары запускаются по всему миру для наблюдений, используемых для диагностики текущей ситуации, а также метеорологами и компьютерными моделями для прогнозирования погоды. От 900 до 1300 пунктов по всему миру проводят регулярные запуски – два или четыре раза в сутки.
A weather balloon, also known as a sounding balloon, is a balloon (specifically a type of high altitude balloon) that carries instruments to the stratosphere to send back information on atmospheric pressure, temperature, humidity and wind speed by means of a small, expendable measuring device called a radiosonde. To obtain wind data, they can be tracked by radar, radio direction finding, or navigation systems (such as the satellite based Global Positioning System, GPS). Balloons meant to stay at a constant altitude for long periods of time are known as transosondes. Weather balloons that do not carry an instrument pack are used to determine upper level winds and the height of cloud layers. For such balloons, a theodolite or total station is used to track the balloon's azimuth and elevation, which are then converted to estimated wind speed and direction and/or cloud height, as applicable. Weather balloons are launched around the world for observations used to diagnose current conditions as well as by human forecasters and computer models for weather forecasting. Between 900 and 1,300 locations around the globe do routine releases, two or four times daily.
История
Одним из первых, кто начал использовать метеорологические шары, был французский метеоролог Леон Тейссерен де Бор. Начиная с 1896 года, он запускал сотни метеорологических шаров со своей обсерватории в Траппе, Франция. Эти эксперименты привели к его открытию тропопаузы и стратосферы. В 1958 году проводились эксперименты с трансосондами – метеорологическими шарами с оборудованием, предназначенным для удержания на постоянной высоте в течение длительного времени для диагностики радиоактивных частиц, образовавшихся в результате ядерных испытаний. Бум технологий беспилотных летательных аппаратов способствовал разработке метеорологических дронов с конца 1990-х годов. Эти дроны могут начать заменять шары как более точный способ доставки радиозондов.
Материалы и оборудование
Сами шары обеспечивают подъемную силу и обычно изготавливаются из высокоэластичного латекса, хотя также может использоваться хлоропрен. Устройство, выполняющее фактические измерения и радиопередачи, подвешивается к нижнему концу струны и называется радиозондом. Для измерения конкретных параметров, таких как определение концентрации озона, используются специализированные радиозонды. Шары обычно наполняют водородом, хотя гелий – более дорогой, но вполне приемлемый вариант – также часто используется. Скорость подъема можно регулировать количеством газа, которым наполнен шар. Погодные шары могут достигать высоты 30 км и более, что ограничивается уменьшением давления, из-за которого шар расширяется до такой степени (обычно в 100 раз), что он разрушается. В этом случае приборный комплекс обычно теряется, хотя для облегчения возврата прибора может использоваться парашют. Для подъема приборов на большей высоте используются зондирующие ракеты, а для еще больших высот – спутники.
Время запуска, местоположение и использование
По всему миру запускаются метеозонды для наблюдений, которые используются для диагностики текущей обстановки, а также метеорологами и компьютерными моделями для прогнозирования погоды. От 900 до 1300 станций по всему миру осуществляют регулярные запуски, два или четыре раза в сутки, как правило, в 00:00 UTC и 12:00 UTC.